基于CAN总线的数字式传感器群管理系统

　　CAN控制器与物理总线之间的接口由CAN总线收发器82C250完成，它最初是为汽车高速通信的应用而设计的，该器件提供对总线的差动发送和接收的功能，它可以增强总线的驱动能力，同时起到保护总线的作用。
　　由于作为下位机的节点比较多，单片机的选择主要从成本考虑，如果选择带CAN和I2C总线（数字式传感器需要用I2C总线驱动）接口功能的高级单片机，则系统成本太高，故选择AT89C51单片机，它片内含有4 K字节闪电存储器，数据可保存10年，且编程速度快（全4 K字节编程只要3 s），还可以实现在线编程，也可以借助电话线进行远距离编程。虽然AT89C51没有I2C总线接口功能，但在系统中，AT89C51和数字式传感器是属于单主机结构，在单主机结构中I2C总线数据传送状态非常简单，没有总线竞争与同步，只有单片机对I2C总线器件的读写操作，这就使通过I／O口用软件来模拟I2C总线成为了可能。

5　系统软件设计　　
　　上位机软件采用基于Windows2000平台的VC6．0编写，具有系统参数设置、监控状态设置、数据发送和接收、本机状态查询、节点状态查询、中断接收数据管理等功能。上位机首先对CAN总线适配卡及其自身初始化，然后发送命令通知特定的节点向CAN总线上发送数据，通过CAN总线适配卡转换后，再由上位机处理。上位机采用定时轮循方式向各个节点发命令，采用中断方式接收数据。
　　下位机部分采用汇编语言，主程序流程如图3所示。程序首先初始化AT89C51和CAN控制器，然 后通过用I／O口软件模拟I2C总线，初始化各个传感器，设置它们的地址代码（器件标识）、报警上下限、传感器状态等参数，接着程序进入等待上位机命令，同时也在监听I2C总线，以中断的方式响应I2C总线上的请求，对特定传感器进行读写、启动转换、设置报警阈值等操作，接收各个传感器发送的数据并进行处理，解决总线冲突，进行总线仲裁。

　　在下位机软件设计中，用普通I／O线模拟I2C总线数据传送时，必须遵守I2C总线的时序，否则将造成混乱导致系统工作不正常。

6　结束语　　
　　系统采用分层管理的方法实现了对多数字式传感器的集中管理，在控制现场底层，由于采用了数字化传感器并且挂接在I2C总线上，传感器数目变化后，系统软件只要稍加改动就能适应，所以添加和更换传感器非常方便。同时在上层管理中，系统使用CAN总线技术，它以其独特的设计思想、优良的性能和极高的可靠性提高了系统内部的通信速率、实时性，降低了误码传送率。上位机使用PC，以图形的方式方便直观的对各个节点进行监控，保证了系统的可靠运行。该系统已经在汽车行驶发电恒速驱动检测系统中投入运行，实际应用证明该系统具有控制效果好、可靠性高、控制灵活等优点。